T.C.
SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ SAĞLIK BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
YORGUNLUĞA KADAR YAPTIRILAN GECE VE GÜNDÜZ
EGZERSĠZLERĠNĠN ELEMENT METABOLĠZMASI ÜZERĠNE
ETKĠSĠ
Übeyde GÜLNAR
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
ANTRENÖRLÜK EĞĠTĠMĠ ANABĠLĠM DALI
DanıĢman
Yrd. Doç. Dr. Süleyman PATLAR
i
T.C.
SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ SAĞLIK BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
YORGUNLUĞA KADAR YAPTIRILAN GECE VE GÜNDÜZ
EGZERSĠZLERĠNĠN ELEMENT METABOLĠZMASI ÜZERĠNE
ETKĠSĠ
Übeyde GÜLNAR
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
ANTRENÖRLÜK EĞĠTĠMĠ ANABĠLĠM DALI
DanıĢman
Yrd. Doç. Dr. Süleyman PATLAR
Bu araĢtırma Selçuk Üniversitesi Bilimsel AraĢtırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından 12202005 proje numarası ile desteklenmiĢtir
ii ÖNSÖZ
Elementlerin insan sağlığı ve fizyolojisinde oynadığı rolün belirlenmesi amacıyla son yıllarda yoğun bir Ģekilde çalıĢılmaktadır. Mineraller, sporcuların beslenme durumu ve fiziksel performans arasındaki iliĢkiyi açıklayan çalıĢmalarda yeni bilgilere ulaĢılmaktadır. Demir, magnezyum, çinko ve krom gibi birçok mineralin performanstaki rolü bu çalıĢmalarda tanımlanmaktadır. Bu nedenle egzersizle, mineral ve elementlerin iliĢkisinin araĢtırılması konusunda artan bir ilginin olduğu söylenebilir. Bir fiziksel aktivite esnasında minerallerin, performanstaki artıĢa etki eden fizyolojik olayların önemli düzenleyicileri olduğu bildirilmektedir. Özellikle egzersize bağlı olarak bazı minerallerin vücuttaki miktarları azalmakta, oluĢan mineral yetersizliği sonucu da sporcu performansı olumsuz yönde etkilenmektedir. Ayrıca, fiziksel egzersizin element metabolizmasını bozarak bağıĢıklık sisteminde baskılanmaya yol açtığı, konunun sadece performans yönüyle değil sağlık yönünden de önemli olabileceğine dikkat çekilmiĢtir. Yorgunluğa kadar yaptırılan gece ve gündüz egzersizlerinin element metabolizması üzerine etkisinin amaçlandığı bu çalıĢma, sportif yarıĢmalardaki fiziksel aktivite ve performans üzerinde element metabolizmasının etkilerinin bilinmesi yönünden önemli olabilecektir. Bu çalıĢmamın tasarlanmasında ve uygulama aĢamasında benden yardımlarını esirgemeyen Selçuk Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyoloji Anabilim Dalı BaĢkanı Öğretim Üyesi Sayın Prof. Dr. Abdülkerim Kasım BALTACI‟ ya teĢekkür ederim.
iii ĠÇĠNDEKĠLER ONAY SAYFASI………..i ÖNSÖZ…. ... ii ĠÇĠNDEKĠLER ... iii SĠMGELER ve KISALTMALAR ... vi 1. GĠRĠġ ... 1
1.1. Sodyum (Na), Potasyum (K)………...…………..2
1.1.2. Sodyum ve Potasyum‟un Görevleri ... 2
1.2. Fosfor (P) ... 3
1.2.1. Fosfor Sindirim ve Emilimi ... 3
1.2.2. Fosfor TaĢınması, Homeostazı ve Atımı ... 4
1.2.3. Fosfor ve Egzersiz ... 4
1.3. Kükürt (S) ... 5
1.3.1. Kükürt‟ün Görevleri ... 6
1.4. Magnezyum (Mg) ... 6
1.4.1. Magnezyumun Sindirim ve Emilimi ... 7
1.4.2. Magnezyum TaĢınması ... 7
1.4.3. Magnezyum Atımı ... 7
1.4.4. Magnezyum ve Egzersiz ... 8
1.5. Kalsiyum (Ca) ... 9
1.5.1. Kalsiyum Sindirim ve Emilimi ... 10
1.5.2. Kalsiyum TaĢınması ... 10
1.5.3. Kalsiyum Atımı... 10
1.5.4. Kalsiyum ve Egzersiz ... 11
1.6. Demir (Fe) ... 12
1.6.1. Demirin Sindirim ve Emilimi ... 12
1.6.2. Demir TaĢınma ve Depolanması ... 13
1.6.3. Demir Atımı ... 13
1.6.4. Demir ve Egzersiz ... 13
1.7. Çinko (Zn) ... 14
1.7.1. Çinkonun Sindirim ve Emilimi ... 15
iv
1.7.3. Çinko Atımı ... 16
1.7.4. Çinko ve Egzersiz ... 17
1.8. Manganez (Mn) ... 18
1.9. Bor (B) ... 19
1.9.1. Bor Sindirim ve Emilimi ... 19
1.9.2. Bor TaĢınması, Homeostazı ve Atımı ... 20
1.9.3. Beslenme ile Alınan Borun Ġnsan Metabolizmasına Etkileri ... 20
1.9.4. Bor ve Egzersiz ĠliĢkisi ... 21
1.10. Bakır (Cu) ... 22
1.10.1. Bakır TaĢınma ve Depolanması ... 22
1.10.2. Bakır homeostazı ve Atımı ... 23
1.10.3. Bakır ve Egzersiz ... 23
1.11. Nikel (Ni) ... 24
1.12. Selenyum (Se) ... 25
1.12.1. Selenyum Sindirim ve Emilimi ... 25
1.12.2. Selenyum TaĢınma ve Depolanması ... 25
1.12.3. Selenyum Atımı ... 26
1.12.4. Selenyum ve Egzersiz ... 26
1.13. Molibden (Mo) ... 26
1.14. KurĢun (Pb) ... 27
1.14.1. KurĢun‟un Sindirim, Emilim ve Atımı ... 27
1.14.2. KurĢunun Organizmaya Etkileri ... 28
1.15. Krom (Cr) ... 28 1.16. Kobalt (Co) ... 29 1.17. Kadmiyum (Cd) ... 29 2. GEREÇ ve YÖNTEM ... 31 2.1. Gereç ... 31 2.2. Yöntem ... 31
2.2.1. Deneklerden Kan Örneklerinin Alınması ... 31
2.2.2. Serum Element Tayinleri ... 31
2.2.3. Akut Yorgunluk Egzersizi (Bruce Protokolü) ... 32
2.2.4. Ġstatistiksel Değerlendirmeler ... 32
v 4. TARTIġMA ... 38 5. SONUÇ ve ÖNERĠLER ... 44 6. ÖZET ... 45 7. SUMMARY ... 46 8. KAYNAKLAR ... 47 9. EKLER ... 56 10. ÖZGEÇMĠġ ... 57
vi SĠMGELER ve KISALTMALAR Na : Sodyum ADP : Adenozindifosfat ATP : Adenozintrifosfat B : Bor Ca : Kalsiyum Cd : Kadmiyum Co : Kobalt CP : Kreatin fosfat Cr : Krom Cu : Bakır Fe : Demir
GTF : Glikoz Tolerans Faktör K : Potasyum Mg : Magnezyum Mn : Manganez Mo : Molibden Ni : Nikel P : Fosfor Pb : KurĢun PTH : Paratiroit hormon RE : Retikuloendotelyal S : Kükürt Se : Selenyum Zn : Çinko
1 1. GĠRĠġ
Canlı organizmada, biyolojik olaylarda metallerin rolü çok eski zamanlardan beri bilinmekle beraber, gerçek fonksiyonları yakın zamanlara kadar açıklanamamıĢtır (Berth ve Alphonse 1984). Canlıların yapısında rol alan elementlerin sayısı bugün için doksanın üzerindedir. Esansiyel elementler, eser elementler ile major veya makro elementler olarak ayrılmaktadır. Esansiyel eser elementler dokularda çok küçük miktarlarda bulunan, dokunun yaĢ ağırlığının 1 gramına pikogramdan mikrograma kadar değiĢen oranlarda isabet etmelerine karĢın, hayat için gerekli ve önemli elementlerdir (Mertz 1981). Ġnsan vücudu doğuĢtan gelen özellikleri itibariyle sürekli hareket etme ihtiyacındadır. Günümüzde spor ve egzersiz ansiklopedik anlamından ayrı olarak daha geniĢ kapsamlı tanımıyla “kiĢinin sağlık durumunu iyileĢtiren ve bu iyi durumu devam ettiren hareketler bütünü” Ģeklinde ifade edilmektedir (Akgün 1979, Sarı ve ark 1981). Koruyucu rolünden ayrı olarak egzersiz ve spor bir tedavi aracı olarak da değer kazanmaktadır (Fitch ve ark 1976, Groog ve ark 1990). Bu sebeple çağdaĢ toplumlarda spor giderek daha fazla önem kazanmaya baĢlamıĢ; egzersiz fizyolojisi gibi yeni araĢtırma ve spor hekimliği gibi yeni tıp dalları oluĢmuĢtur.
Kardiyovasküler ve solunum sistemi hastalıklarıyla, obezite ve diyabet gibi kronik hastalıklarda fiziksel aktivitenin yararlı sonuçlar verdiği bilinmektedir (Garrow 1986, Holloszy ve ark 1986). Pek çok araĢtırıcı beslenme ile geliĢme ve performansı sürdürme arasındaki iliĢki üzerinde durmaktadır. Fiziksel aktivite ile beslenme arasındaki etkileĢimi tayin etmek için iki yöntem sıklıkla kullanılmaktadır. Bunlardan birincisi, fiziksel aktiviteye katılanlara değiĢik içerikli besinler vererek fizyolojik ve performans cevaplarını incelemek, diğeri de fiziksel aktivitenin beslenme üzerindeki etkilerini tayin etmektir (Short ve Short 1983, Brotherhood 1984). Bu nedenle egzersizle, mineral ve elementlerin iliĢkisinin araĢtırılması konusunda artan bir ilginin olduğu söylenebilir (Finstad ve ark 2001).
2 1.1. Sodyum (Na), Potasyum (K)
Birbirleriyle çok yakın iliĢkiler içinde bulunan bu iki elementin bir arada düĢünülmeleri her zaman tercih edilen bir durum olmuĢtur.
Na, doğada en çok miktarda deniz sularında bulunur. Suda kolay eridiğinden, yağmurlarla topraktan denize taĢınır. Bu nedenle toprakta yetiĢen bitkilerde az bulunur. Ġnsanlar tuz (NaCl) biçiminde aldıklarından dolayı bu elementin noksanlığına uğramazlar. Havuç, karnabahar, kereviz, ıspanak gibi bitkilerde, yumurta, süt ve süt ürünlerinde yeteri kadar bulunur.
Organizmada, en çok kıkırdak deri ve akciğerlerde bulunur. Na ekstraselüler bir elementtir. Örneğin, plazmada % 320 mg düzeyinde olmasına karĢın, eritrositlerde ki düzeyi % 20 mg dır.
K, toprakta bol miktarda bulunur. Erime yeteneğine sahip olmasına karĢılık topraklardaki permutit‟ler aracılığıyla adsorbe edilir. Bu Ģekilde yağmurlarla taĢınmaktan kurtulur ve bu Ģekilde de bitkilerde bol miktarda bulunur.
Organizmada ise kas, karaciğer, beyin ve eritrositlerde bulunur. K intrasellüler bir elementtir. Her iki elementte ince barsaklardan emilirler.
Besinlerle fazla sodyum alınması, potasyum tuzlarının, fazla potasyum alınması, sodyum tuzlarının idrarla çıkarılmasına neden olur. Bitkisel besinlerde sodyum hemen hemen hiç bulunmadığı için bitkisel besinlerle beslenen otçullarda ve kısmen insanlarda sodyum gereksinimi yüksektir (Ası 1996).
1.1.1. Sodyum ve Potasyum’un Görevleri
Sodyum, tek baĢına ekstrasellüler sıvıda ozmotik basınç dengesini korur, su kaybına karĢı durur. Kasın normal uyarılımını ve hücrenin geçirgenliğini korur.
Potasyum, normal kiĢilerde kas aktivitesine (özellikle kalp kasına) etkilidir. Hücre içinde asit-baz dengesine, ozmotik basınca su tutulmasına, türlü metabolizma reaksiyonlarına etki eder. Ayrıca, doku hücrelerinin fazlalaĢmasını sağlayıcı bir etkisi ve diüretik (idrar arttırıcı) fonksiyonuda bilinmektedir.
3 Serum sodyum miktarı, dehidrasyonda, böbrek üstü bezinin aĢırı çalıĢmasında veya böbrek üstü bezi hormonlarının tedavi amacıyla kullanıldığı durumlarda yükselir. AĢırı su alımında, kronik böbrek hastalıklarında, yanmalarda, ishal, kusma ve Ģiddetli terlemelerde ise azalır.
Serum potasyum miktarı, yaygın doku harabiyetinde, böbrek üstü bezinin yetersizliğinde yükselir. Böbrek üstü bezinin aĢırı çalıĢmasında, kronik böbrek hastalıklarında ve diüretik ilaçların kullanılmasında düĢer. Kandaki miktarı çok azalırsa, çizgili kaslarda felçler ve kalp kasında bozulmalar görülebilir. Bu üç elementte organizmayı idrar ve ter ile terk eder (Ası 1996).
1.2. Fosfor (P)
Fosfor (P), kalsiyumdan sonra, vücutta bulunan, ikinci büyük elementtir (Bogden ve Klevay 2000, GöğüĢ 2003).70 kg bir insanda yaklaĢık 560-850 g fosfor (toplam vücut ağırlığının % 0.8-1.2‟si) bulunmaktadır (ġimĢek ve Kocabay 2002, Gropper ve ark 2009). Vücuttaki fosforun yaklaĢık %85‟i iskelette “hidroksi apatit kristalleri’’ (Bogden ve Klevay 2000, Inoue2009) ya da “kalsiyum fosfat” olarak, %1‟i kanda ve vücut sıvılarında, %14‟ü kas gibi yumuĢak dokularda bulunmaktadır (Bogden ve Klevay 2000, Colgan 2002, ġimĢek ve Kocabay 2002, Aksoy 2008, Gropper ve ark 2009).
Fosfor; karbonhidrat, protein ve yağların metabolizmasında görevli olan enzimlerin bir parçası olarak hücrenin çalıĢması için gerekli olan, nükleik asit, fosfolipit ve ATP gibi moleküller için anahtar rol oynayan önemli bir makro besin öğesidir (Alphan 2001, Li ve ark 2010).
1.2.1. Fosfor’un Sindirim ve Emilimi
Fosfor yiyeceklerde fosfat yapısında bulunduğundan emilebilmesi için öncelikle serbest hale geçmesi gerekir. Serbest fosfor yapısında jejenumdan emilir (Gropper ve ark 2009). Emilim, alınan kalsiyum miktarı ile iliĢkili olup, 1,25(OH)2D3 tarafından düzenlenir. Serum fosfat düzeyi düĢtüğünde, böbreklerde
4 kalsiyum ve fosfor düzeylerinin orantısızlığı birinden birinin atımını artırıp emilimi azaltır (Aksoy 2008).
1.2.2. Fosfor’un TaĢınması, Homeostazı ve Atımı
Fosfor, kanda organik ve inorganik formda bulunur. %70‟i fosfolipit ve lipoprotein gibi organik fosfattır. %30‟u ise, HPO4, H2PO4 olarak bulunur (Gropper
ve ark 2009).
Ekstrasellüler sıvıda yaklaĢık 550 mg fosfat bulunur. Diyet ile alınan fosforun üçte ikisi gastrointestinal sistemden absorbsiyona uğrar. Gastrointestinal sistemden absorbe edilen fosfor günlük gereksinimin üzerinde olup, fazlalık idrar ile atılır (ġimĢek ve Kocabay 2002).
Fosforun %65-90‟ı idrardan inorganik form ile %10-33‟ü ise, dıĢkı ile atılır. Kalsiyumdaki gibi, yüksek diyet fosforu, yüksek serum fosforuna yol açar ve fazla fosfor idrar ile atılır. Fosfor tüketimi ve plazmadaki fosfor miktarı düĢükse, fosforun emiliminde artıĢ olur. Bu geri emilim, plazma fosfor düzeyinde denge sağlanmasına yardımcı olur. PTH‟ın artması, idrarda fosfor kaybını artırırken, östrojen ve tiroit gibi hormonlar, fosforun tübüler geri emilimini önler (Gropper ve ark 2009).
Böbrekler serum fosfor düzeyini kontrol altında tutarlar. Plazma fosfatının % 85-90‟nı böbrek glomerulu tarafından filtre edilir ve tübüler tarafından büyük bir çoğunluğu kalsiyum ile beraber geri emilir. Serumda mineralin düzeyi arttığında, PTH tübülerden geri emilimi bloke eder ve idrarla atımı artırır. Dolayısıyla serum kalsiyum/fosfor oranı normal düzeyde kalır (Aksoy 2008).
1.2.3. Fosfor ve Egzersiz
Atletik performansta ATP‟nin ve CP (kreatin fosfat)‟nin yapısına katılması ve enerji üretiminde görev alması dolayısıyla önemli yere sahiptir. Dayanıklılık aktiviteleri sırasında, enerji üretimine katılmakla birlikte aside karĢı tamponlayıcı etki göstermekte ve sporcularda yorgunluğun önlenmesine yardımcı olmaktadır (Fink ve ark 2006).
5 Yapılan araĢtırmalarda, çoğu sporcunun fosforu yeterli tükettiği belirlenmiĢtir (Clarkson 1991). Supleman kullanmayan antrene sporcularda kan fosfor seviyesi, 1.5-1.9 nmol/L bulunurken, genel populasyon için yaklaĢık 0.75-1.35 nmol/L bulunmuĢtur. Dinlenme sırasında kan seviyesi yüksek olsa bile, dayanıklılık sporcularında uzun süreli egzersizdeki fosfat kullanımına bağlı olarak seviyesinde düĢüĢ gözlenmiĢtir (Van den Berghe ve Klomp 2009).
Yapılan bazı çalıĢmalarda, fosfat yüklemesinin performans üzerindeki olumlu etkileri gösterilmeye çalıĢılmıĢtır. 4 g/gün fosfat alımı ile ilgili yapılan çalıĢmalarda, kas asiditesini azalttığı, yakıt için glikojen üretimini artırdığı ve kas içine hemoglobindeki oksijeni boĢaltan enzim 2,3 difosfogliserat seviyesini artırdığı ile ilgili üç farklı etkisi belirlenmiĢtir. Yapılan bir çalıĢmada, treadmil egzersizinden sonra fosfor suplemanı alımının maksimum VO2 seviyesini düzelttiği belirlenmiĢtir (Benardot 2006). Ayrıca akut fosfor alımının aerobik kapasiteyi düzeltebileceği ile ilgili bulgular mevcuttur (Clarkson 1991, Clarkson ve Haymes 1995).
Ancak, yüksek doz sodyum fosfat kullanımı ise, intestinal rahatsızlık, gastrointestinal sorunlar ve mide bulantısına neden olmaktadır. Ayrıca, yüksek doz fosfat alımı, kalsiyum kaybına sebep olmaktadır (Colgan 2002).
1.3. Kükürt (S)
Doğada, kükürt bileĢiklerinden, yalnız protein ve aminoasitlerde bulunan tiyo (HS), ditiyo (- S-S-) ve metiltiyo (CH3-S-) lardan insan ve hayvan organizması
yararlanabilir.
Bazı besinlerde ve sularda bulunan az miktarda sulfat iyonu ve bileĢikleri barsaklardan emilirse de, organizma tarafından yararlanılmadan atılır.
Organizmada kükürt oldukça büyük miktarlarda ve özellikle protein biçimindeki kükürtlü aminoasitler halinde bulunur.
Organizmada tüm proteinler, özellikler saç, tüy, tırnaklar, tendonlar, müsin, safra, tükrük salgıları ile eritrositler, insülin gibi hormon, tiamin, biotin gibi vitamin, koenzim A gibi trioz fosfat dehidrojenaz ve süksinik dehidrojenaz gibi enzimler kükürt kapsayan maddelerdir.
6 Kükürt sindirim kanalına iki Ģekilde girer.
1) Anorganik biçimde. (Na, K, Mg sulfatlar biçiminde) Bu kükürt barsaklardan olduğu gibi doğrudan doğruya emilir.
2) Organik biçimde. (proteinlerde ki bazı aminoasitlere bağlı kükürt biçiminde) Bu kükürt de, proteinler, barsaklarda hidrolize olup yapı taĢları olan aminoasitlere ayrıldıktan sonra, kükürtlü aminoasitler halinde emilirler (Ası 1996).
1.3.1. Kükürt’ün Görevleri
Organik kükürdün çoğu anorganik sulfatla oksitlenip kan dolaĢımına geçer ve idrarla atılır.
Karaciğerde oksidasyondan kurtulan kükürt, kükürt taĢıyan çeĢitli organik maddelerin, örneğin, kükürtlü aminoasitlerin, heparin‟in sentezinde kullanılır.
Anorganik sulfatların bir kısmı barsaktan gelen kokuĢma ürünü toksik moleküllerin (krezol, difenol, indoksil vb.) zehirsizleĢtirilmesinde kullanılır.
Androjen ve östrojenler gibi steroid hormonlarda metabolizmaları sırasında sulfatla konguje olurlar.
Kükürt organizmayı idrardan baĢka, tükürük, sindirim salgıları ile tırnak ve kılların dökülmesi ile terk eder ( Ası 1996).
1.4. Magnezyum (Mg)
Magnezyum (Mg), sinir iletimi, kas kontraksiyonu ve özellikle ATP‟den enerji oluĢumunda görev alan, 300‟den fazla enzimatik reaksiyona katılan bir mineraldir (Ivy ve Portman 2004, Lukaski 2004). Vücutta miktar bakımından dördüncü, intraselüler olarak ise potasyumdan sonra ikinci en çok bulunan katyondur (Kalaycıoğlu ve ark 2000). Bütün hücrelerde bulunmakla birlikte kemikte, kasta ve yumuĢak dokularda konsantrasyonu daha yüksektir (GöğüĢ 2003, Ivy ve Portman 2004).70 kg bir insanda, yaklaĢık 25 g bulunmaktadır (Baysal 2007, Baysal 2009). Bunun yaklaĢık %60‟ı kemik ve diĢlerde, %26‟sı kaslarda, kalanı yumuĢak
7 dokularda ve vücut sıvılarında bulunur (Kalaycıoğlu ve ark 2000, Bohl ve Volpe 2002, Baysal 2007, Gropper ve ark 2009).
Vücut magnezyumunun %45‟i intraselüler, %1‟i ise ekstraselüler magnezyumdur (Kalaycıoğlu ve ark 2000, Bohl ve Volpe 2002,Özdemir ve Rodoplu 2004). Ġntraselüler magnezyum konsantrasyonu ~1-3 mmol/L (2.4-7.3 mg/dL)‟dir (Kalaycıoğlu ve ark 2000). Normal serum magnezyumu 1.8-3.0 mg/dL arasındadır (Bohl ve Volpe 2002).Serum magnezyumunun ise, %55‟i serbest, %30‟u proteinlere bağlı (özellikle albumin) ve %15‟i fosfat, sitrat ve diğer anyonlarla kompleks halde bulunur (Kalaycıoğlu ve ark 2000, Aksoy 2008,).
1.4.1. Magnezyum’un Sindirim ve Emilimi
Tüketilen ve sindirilen mineral genellikle iki değerlikli magnezyum (Mg+2
) veya magnezyum asetat yapısındadır (Aksoy 2008). Diyetle alınan magnezyumun yaklaĢık %30-50‟si emilir (Bohl ve Volpe 2002). Magnezyumun emilimi, ince bağırsak boyunca gerçekleĢir. Ancak maksimum emilim distal jejunum ve ileumda olur. Emilim hem aktif hem de pasif taĢıma yolu ile gerçekleĢir (Bohl ve Volpe 2002, ġimĢek ve Kocabay 2002, Gropper ve ark 2009).
1.4.2. Magnezyum’un TaĢınması
Magnezyumun çoğu (%50-55) plazmada serbest halde, %33‟ü proteinlere bağlı, %13‟ü sitrat, fosfat ve sülfat iyonlarına bağlı halde bulunur. Proteine bağlı olan %33‟lük magnezyumun %30‟u albumine, geri kalanı globuline bağlı olarak bulunur (Gropper ve ark 2009).
1.4.3. Magnezyum’un Atımı
Magnezyumun diyetle alımındaki değiĢiklik emilimi ve atımı etkiler. Vücuttaki magnezyumun çoğu, böbrekler yolu ile atılır. %65‟i henle kulbundan, %30‟u proksimal tübülden geri emilir. Bu yüzden sadece %5‟lik kısmı idrar ile dıĢarı atılır. (Bohl ve Volpe 2002, ġimĢek ve Kocabay 2002, Gropper ve ark 2009). %25-30‟u proksimal tubulden pasif transport yoluyla (sodyum emilimine eĢlik ederek), %65'i henle kulpunun çıkan kolunun kalın kısmından geri emilir (Bayraktar 1990, ġimĢek ve Kocabay 2002). Protein, alkol ve kafein gibi diüretik etki göstericilerin
8 alınması magnezyum atımını artırır. Aksine PTH, tübüllerden magnezyum emilimini kolaylaĢtırarak, atımı önler. 25-50 mg/gün dıĢkı ile 15 mg/gün ter ile atılır (Bohl ve Volpe, 2002, ġimĢek ve Kocabay 2002, Gropper ve ark 2009).
1.4.4. Magnezyum ve Egzersiz
Magnezyumun, sağlık üzerindeki yararlı etkisinin yanı sıra son zamanlarda, performans üzerindeki etkisi üzerinde de durulmaktadır. Son araĢtırmalarda, magnezyumun kas kramplarını önleyici etkisi üzerinde çalıĢmalar yapılmakta, magnezyum yetersizliğinin kas kramplarına neden olduğu ve performansı olumsuz etkilediği belirtilmektedir. Ergojenik etkisi hala tartıĢılmasına karĢın, yeterli miktarda tüketilmesinin sağlık için gerekli olduğu bilinen bir gerçektir (Fink ve ark 2006).
Magnezyum, oksijen kullanımı, enerji metabolizmasında, ATP dâhil yüksek enerji bağı oluĢumunda, ATP ve ADP ile iliĢkili ve iliĢkisiz bütün fosfor transferlerinde, kas kasılması-gevĢemesinde ve protein sentezinde önemli görevleri olan bir mineraldir (Hambidge ve Krebs 2001, Bohl ve Volpe 2002, GöğüĢ 2003, Aksoy 2008, Laires ve Monteiro 2008). Yapılan bazı çalıĢmalar, magnezyumun kalp atım oranını azalttığını, dayanıklılık zamanını uzattığını göstermiĢtir (Lukaski 2001).
Egzersiz ile birlikte magnezyum depolarında birtakım değiĢiklikler oluĢmaktadır. Ter ve idrar ile kayıp artmaktadır (Bohl ve Volpe 2002, Colgan 2002, Nielsen ve Lukaski 2006). Kısa süreli yüksek Ģiddetli anaerobik egzersizlerde, magnezyum homeostazisine yönelik çalıĢmada, egzersiz sonrası plazma magnezyum konsantrasyonunda önemli azalma olduğu belirlenmiĢtir (Deuster ve ark 1987).
Sporcularda uzun süre magnezyumdan yetersiz beslenme, kas krampları, kalp aritmileri, zihin karıĢıklığı, yüksek kan basıncına neden olmaktadır. Uzun süreli yüksek Ģiddetli egzersizlerde, enerji üretimi için magnezyuma ihtiyaç duyulduğundan, ter ve idrar ile kayıp olduğundan magnezyum yetersizliği oluĢabilmektedir (Fink ve ark 2006). Bazı çalıĢmalarda magnezyumun egzersizin baĢlangıcında düĢtüğü, egzersiz sonrası 2-24 saatte ise normal seviyeye döndüğü belirlenmiĢtir (Deuster ve ark 1987). Kuvvet antrenmanları ile birlikte alınan magnezyum suplemanının kas gücü ve kuvvetini artırdığı belirlenmiĢtir (Brilla ve Haley 1992).
9 Son araĢtırmalar magnezyum yetersizliğinde alınan magnezyum suplemanlarının performansı düzelttiğini göstermektedir (Bohl ve Volpe 2002). Magnezyum suplemanının bazı elementler üzerine etkisi ile ilgili yapılan çalıĢmada, 4 hafta boyunca 10 mg/kg/gün supleman alan grupta, almayanlara nazaran magnezyum, bakır ve çinko seviyesinde ve antrenman kapasitesinde artıĢ olduğu belirlenmiĢtir (Cinar ve ark 2007). Bir baĢka çalıĢmada ise, eritrosit ve hemoglobin seviyesinde artıĢ ile birlikte sporcularda performansın arttığı belirlenmiĢtir (Cinar ve ark 2007).
Sporcular, magnezyumdan zengin besinleri tüketmeye özen göstermeli, magnezyum yetersizliğinde ise supleman kullanmalıdır (Pozition of the American Dietetic Association, 2009).
1.5. Kalsiyum (Ca)
Kalsiyum, vücutta en çok bulunan iki değerli bir katyon (Ca+2) ve elzem besin öğesidir. Vücut ağırlığının yaklaĢık %1.5-2‟sini oluĢturur (Gropper ve ark 2009). YetiĢkin bir erkeğin vücudunda ortalama 1000-1100 g, kadında ise 800 g civarında kalsiyum bulunur (Maughan 1999). Vücuttaki kalsiyumun %99‟u kemiklerde bulunur. %1‟i ise kan, kas ve sinir dokusunda bulunmaktadır (Maughan 1999, Alphan 2001, Colgan 2002, Ivy ve Portman 2004, Bass ve Chan 2006).
Kalsiyum, kanın pıhtılaĢmasında görevli fibrinin üretimine yardım etmekte sinir uyarıları ve aktivasyonunu kolaylaĢtıran nörotransmitterlerin salınımına yardımcı olmakta, kas hücreleri içerisine taĢınarak hem düz kas, hem de kalp kası ve iskelet kasında, kasılma ve gevĢeme sağlamaktadır (Howley ve Franks 1997, Bogden ve Klevay 2000, Alphan 2001, Allgrove 2003, Bass ve Chan 2006, Benardot 2006, Fink ve ark 2006).
Ayrıca, vücut yağının azaltılmasına ve ağırlık kontrolünün sağlanmasına yardımcı olmaktadır (Fink ve ark 2006). Enzimlerin iĢlevlerini yapabilmeleri için gereklidir (Bogden ve Klevay 2000, Alphan 2001). Birçok enzimin kofaktörüdür (Clarkson 1995). Hücre içi ve dıĢı sıvıların dengede tutulmasını sağlar (Alphan 2001).
10 1.5.1. Kalsiyum’un Sindirim ve Emilimi
Kalsiyum besinlerde ve suplemanlarda çözünmeyen tuz olarak bulunur. Bir miktar kalsiyum emilmeden önce tuzdan ayrılır (Gropper ve ark 2009).
Günlük diyetle 500-1200 mg kalsiyum alınmakta ve bunun ancak %30-50‟si (~150-460 mg) emilmektedir. Kalsiyumun aktif absorbsiyonu, kalsitriol ve kalsitriolün sentezini düzenleyen paratiroit hormon (PTH) tarafından düzenlenir (ġimĢek ve Kocabay 2001, Peacock 2010).
Kalsiyum homeostazında böbrekler önemli göreve sahiptir. Böbrek kalsiyumunun; >%80-85‟i pasif yolla, <%15-20‟si aktif yolla geri emilir (Ba ve Friedman 2004). Bağırsaktan emilimi, hem aktif taĢınma ile hem de difüzyon yolu ile gerçekleĢir (Wasserman 1981, Khazai ve ark 2008, Bronner 2009, Gropper ve ark 2009, Xue ve Fleet 2009).
1.5.2. Kalsiyum’un TaĢınması
Kalsiyum, kanda 3 farklı formda taĢınır. Bir miktar kalsiyum (~%40); baĢlıca albumin ve prealbumin proteinlerine bağlı olarak taĢınırken, bir miktar kalsiyum (>~%10); sülfat, fosfat ya da sitrat kompleksi Ģeklinde taĢınmaktadır. %50 kalsiyum ise kanda serbest halde (iyonize) dolaĢır (Gropper ve ark 2009).
1.5.3. Kalsiyum’un Atımı
Kalsiyum, idrar ve dıĢkı yolu ile dıĢarı atılır. Ġdrarla kalsiyum kaybı, 100-240 mg/gün iken, çoğu böbreklerden geri emilir. Diyet ile yüksek protein alımı idrar yolu ile kalsiyum kaybını artırmaktadır. Yüksek sodyum alımı, aĢırı kafein ve diüretikler, kalsiyum dengesini etkileyerek idrar ile kalsiyum kaybını artırır (Insel ve ark 2004).
Diyet ile alınan kalsiyumun yaklaĢık %75-80‟i fekal yol ile kayba uğramaktadır (Maughan 1999). DıĢkı ile kayıp, 45-100 mg (3.29±0.83 mmol/gün)‟dır (Insel ve ark 2004).
11 Egzersiz sırasında ter ile kalsiyum kaybı ise, yaklaĢık 57 mg/saat kadar yükselebilmektedir. Sıcak havada uzun süreli egzersizlerde ter ile kayıp artmaktadır (Maughan 1999).
1.5.4. Kalsiyum ve Egzersiz
Kalsiyumun, kas kasılması, kan pıhtılaĢması, sinir iletimi gibi görevleri olmakla birlikte, egzersiz sırasında karbonhidratların oksidasyonuna yardımcı olmaktadır (Ivy ve Portman 2004).
Kalsiyumdan zengin beslenme, eriĢkinlik döneminde kemik sağlığının korunmasına yardımcı olmaktadır (Pozition of the American Dietetic Association 2009).
Özellikle yürüme, koĢma, ağırlık kaldırma gibi egzersizler, kemik yapısının korunmasına yardımcı olan egzersizlerdir (Fink ve ark 2006).
Sporcular sıklıkla, fiziksel performanslarını düzeltmek için değil de, kırık riskini önlemek için kalsiyum suplemanı tüketirler (Benardot 2006). Çoğu elit olmak isteyen ve bu nedenle çok yüksek Ģiddetli antrenman yapan sporcuda, streoit hormon seviyesinde azalma ve kemik kayıpları oluĢmaktadır. Bu kayıplar hem erkeklerde hem kadınlarda görülmekle birlikte özelikle kadın sporcular arasında daha yaygındır. Östrojen kaybı ve besin öğesi alımındaki yetersizlik ile seyreden bu durum, kadın sporcularda amenore, anoreksia ve osteoporoz üçlüsü yani “kadın sporcu tiradı” adını almakta ve büyük sorunlara neden olarak sağlığı ve performansı olumsuz etkilemektedir (Colgan 2002). Kadın sporcular, 1800 kcal/gün‟den az enerji tükettiğinde, yeterli makro ve mikro besin öğesi alımı da zorlaĢmaktadır (Manore 1999).
Özellikle enerjisi kısıtlı diyetler ile birlikte hayvansal kaynaklı besinlerin diyette kısıtlanması kalsiyum, demir, magnezyum ve çinkonun yetersiz alınmasına neden olmaktadır (Fink ve ark 2006).
Akut egzersiz sonucunda, hem serumdaki iyonize hem de iyonize olmayan kalsiyumda artıĢ meydana gelirken, maraton koĢanlarda, geçici olarak idrar kalsiyumu ve serum osteokalsin seviyesi azalmaktadır (Turgut ve ark 2000).
12 Dayanıklılık antrenmanında, D vitamininin aktif formunun serum seviyesi artmakta ve bu durum, kalsiyum emiliminde artıĢa yol açarak vücuttaki kalsiyum seviyesini artırmaktadır (Maughan 2001).
Yapılan bir çalıĢmada 4 hafta boyunca kalsiyum suplemanı alan (35 mg/kg/gün kalsiyum glukonat) sporcularda yorgunluk sonrasında beyaz ve kırmızı kan hücrelerinde artıĢ olduğu saptanmıĢtır (Cinar ve ark 2010). Yine bir baĢka çalıĢmada kalsiyum suplemanı alan sporcularda testosteron seviyesinde artıĢ olduğu belirlenmiĢtir (Cinar ve ark 2009).
Sporcuların kalsiyum durumu zor ölçülmektedir. Genellikle ölçüm, kandan yapılır. Ancak, kan değeri, yumuĢak doku ve kemiklerdeki kalsiyum durumunu pek yansıtmaz. Sporcular, kemik ve kas kazanımı için kalsiyumdan zengin besinleri tükmeye özen göstermelidir. 2500 mg/gün üzerinde kalsiyum tüketimi ise, demir ve çinko dengesini bozmakta, böbrek taĢına neden olmaktadır (Colgan 2002).
1.6. Demir (Fe)
Demir (Fe), vücutta oksijenin taĢınması, mitakondrial enerji metabolizması, DNA sentezi, elektron transportu, detoksifikasyon gibi önemli görevleri olan bir elementtir (Hentze ve Kuhn 1996, Ponka 2000, Schumacher ve ark 2002). Ancak, en önemli görevi, hemoglobinin bileĢiminde bulunması ve akciğerlerden dokulara oksijen taĢımasıdır (Maughan 1999, Lukaski 2004). Ġnsan vücudunda yaklaĢık, 2-4 g demir (kadın için; ~35mg/kg, erkek için ~45 mg/kg) bulunur (Zotter ve ark 2004, Gropper ve ark 2009).
1.6.1. Demir’in Sindirim ve Emilimi
Sağlıklı insanlar için demir, emilim, depolanma ve atım iĢlemlerine tabidir. Vücuttaki demir dengesi gastrointestinal yol ile sağlanır. Hem ve hem olmayan (nonhem) demir farklı mekanizmalarla emilir (King 2000). Hem demir, hayvansal kaynaklı besinlerde bulunur ve emilimi hem olmayana nazaran daha kolay gerçekleĢir (Layrisse 1968, King 2000, Alphan 2001). Emilim yaklaĢık %25 oranındadır (Baysal 2009).
13 Demir emilimi sınırlı olarak intestinal kanalın bütün bölümlerinden gerçekleĢse de baĢlıca emilim yeri duedonumdur (Ergin 2005, Baysal 2009). %10-30‟u duedonumdan emilmekte, emilmeyen %70-90‟ı dıĢkı ile atılmaktadır (Aksoy 2008).
1.6.2. Demir’in TaĢınma ve Depolanması
Demir ince bağırsaktan absorbe edildiği zaman derhal bir beta globulin olan, apotransferrine bağlanarak transferrini oluĢturur ve bu Ģekilde kan plazmasında taĢınır (AkgüneĢ 2004, Gropper ve ark 2009). Demir eksikliğinde transferin reseptör sayısında artıĢ görülmektedir (King 2000, Schumacher ve ark 2002, Insel ve ark 2004,). Transferinin demir bağlama kapasitesi %20-35‟tir ve geri kalan demir plazmadaki diğer alıcılar tarafından tutulmaktadır (Aksoy 2008).
Demir, karaciğer, kemik iliği ve dalakta depo edilmektedir. Demirin %60‟ı karaciğerde, geri kalan %40‟ı ise karaciğer, dalak ve kemik iliğindeki retikuloendotelyal (RE) hücrelerde bulunur (Gropper ve ark 2009).
1.6.3. Demir’in Atımı
Günlük demir kaybı, erkekler için ortalama 1.0 mg/gün, (King 2000, Gropper ve ark 2009) kadınlarda 1.3 mg/gün‟dür (King 2000). Demir, feçes, idrar ter, saç, deri ve intestinal yol ile kayba uğramaktadır (Hahn ve ark 1943, Fink ve ark 2006). Kaybın çoğu (0.6 mg/gün) feçes yolu ile gerçekleĢmektedir. 0.2-0.3 mg/gün ter, az miktarda idrar (0.1 mg/gün) deriden döküntü yolu ile (0.2-0.3 mg) olmaktadır (King 2000).
1.6.4. Demir ve Egzersiz
Demir hemoglobin ve miyoglobinin yapısında bulunan, oksijenin taĢınmasında görev alan sağlık ve performans için kritik öneme sahip bir mineraldir (Fink ve ark 2006). Özellikle dayanıklılık sporcularında oksijenin taĢınmasında önemli görev üstlenmiĢtir (Pozition of the American Dietetic Association 2009).
Bunun dıĢında demirin enerji metabolizmasında, (Maughan 1999) sinir sisteminde, (Benardot 2006) immün fonksiyonda, (Gleeson ve ark 2004) görevleri bulunmaktadır. Demir yetersizliği anemisinde, kas fonksiyonlarının ve çalıĢma
14 veriminin azalması söz konusudur (Pozition of the American Dietetic Association 2009).
Uzun süreli Ģiddetli egzersizlerde ve ağır antrenmanlarda, immün hücre fonksiyonları baskılanabilmekte, yetersiz beslenildiğinde ise, bu durum daha da kötü etkilenmektedir (Gleeson ve ark 2004).
Demir yetersizliği olan sporcularda demir suplemanları kullanımı, sadece kan demir düzeyini artırmakla kalmaz, aynı zamanda egzersiz sırasında oksijen kullanma kapasitesini artırmakta, kalp atım hızını ve laktat konsantrasyonunu azaltmaktadır (Gardner ve ark 1975). Demir yetersizliği olan sporcularda performansta azalma görülmesine karĢın, normal demir durumuna sahip olan sporcularda ek supleman kullanımının herhangi bir yararı yoktur. Sporcularda kan testleri sonucunda demir yetersizliği test edildiğinde, demir suplemanlarına baĢvurulabilir. Ancak demir suplemanını sık kullanmak, mide bulantısı, konstipasyon (kabızlık) ve mide irritasyonuna neden olabilmektedir (Benardot 2006).
1.7. Çinko (Zn)
YaĢayan organizmada çinkonun önemi ilk kez, 1869 yılında Raulin‟in “Aspergillus Niger” adlı siyah ekmek mantarında çinkonun, büyüme için gerekli bir element olduğunu göstermesiyle anlaĢılmıĢtır (Sezer 2005). YaklaĢık 40 yıl sonra, Bertrand ve Javillier tarafından da bu sonuç doğrulanmıĢ, 1934 yılında Todd, Elvehjem ve Hart tarafından ratların büyümeleri ve sağlıklı olmaları için çinkonun gerekli olduğu belirtilmiĢtir (Prasad 1979, Hsu 1980, Kaya 2003).
Ġnsanlarda ise, ilk olarak 1961 yılında çinko yetersizliğinden Ģüphelenilerek, 11 Ġranlı eriĢkin erkeğin klinik bulguları incelenmiĢ, besinsel çinko yetersizliği saptanmıĢ ve eksikliğinde cücelik görülmüĢtür (Prasad 1979, Prasad 1998, Kavas 2003).
Cüceliğin yanında bazı bireylerde ayrıca anemi, hepatosplenomegali (karaciğer ve dalak büyümesi), laterji (uyuĢukluk), boy kısalığı, saç dökülmesi, iskelet geliĢiminde bozulma ve hipogonadizm (genital organlarda geliĢememe) gibi belirtiler görülmüĢtür (Prasad 1979, Insel ve ark 2004,).
15 Yapılan çalıĢmalarda ayrıca cücelerin kanlarındaki ve idrarlarındaki çinko düzeyi, kontrol grubundan daha düĢük bulunmuĢ, çinko ile tedavi edilenlerde, büyüme, cinsiyet organları, karaciğer ve dalakta olumlu geliĢmeler görülmüĢtür. Yine cücelerin saçlarında kontrol grubundan daha az miktarda çinko bulunmuĢ ve çinko tedavisi ile miktarlar artırılmıĢtır (Baysal 2007).
1974‟de Amerika‟daki Ulusal Bilimsel Akademi‟nin Beslenme Bölümü‟nce çinkonun esansiyel bir besin maddesi olduğu açıklanmıĢ ve sonrasında total parenteral nutrisyon sıvılarına katılması zorunlu kılınmıĢtır (Prasad 2003).
Bugün artık çinkonun 300‟den fazla enzimatik reaksiyonda ve gen ekspresyonunda rolü olan 2000‟den fazla proteinin yapısında bulunan bir element olduğu bilinmektedir (Prasad 2003).
1.7.1. Çinko’nun Sindirim ve Emilimi
Emilme iĢlemi gerçekleĢmeden önce çinkonun, nükleik asitler ve aminoasitlerden ayrıĢması gerekmektedir. Sindirim esnasında çinkonun muhtemelen mide ve ince bağırsaktaki proteaz ve nükleaz tarafından gıdalardan ayrıĢtırıldığına inanılmaktadır (Gropper ve ark 2009).
Çinkonun emilimi bağırsaklarda gerçekleĢir (Malone 2000). Emilim yeri çoğunlukla duodenum ve proksimal jejenum olmakla birlikte, % 60‟ı duodenumdan, % 30‟u ileumdan, % 10‟u da jejunumdan emilir (Tapiero ve Tew 2003, Ülger ve CoĢkun 2003).
Emilim hem pasif difüzyonla hem de bilinmeyen bir taĢıyıcı aracılığıyla aktif transportla olur. Çinko bağırsak duvarından emilip hücrelere girdikten sonra bu hücreler çinkoyu kendi metabolizmalarında kullanabilir ya da çinko kana geçerek karaciğer ve pankreas baĢta olmak üzere vücudun diğer bölümlerine gönderilir. Emilen çinko bağırsak hücrelerinde bulunan spesifik bir bağlayıcı protein ile hücrede tutulur. Bu proteinin isleyiĢi demiri bağlayan proteinlere benzer ve metabolik ihtiyaca göre az veya çok miktarda emilim gerçekleĢmesi sağlanır (Özhan 2007).
16 1.7.2. Çinko’nun TaĢınması
Plazmadaki çinko konsantrasyonu yaklaĢık 15 μmol/L‟dir ve bunun %84‟ü albümine, %15‟i α2-makroglobüline ve %1‟i ise diğer aminoasitlere bağlı olarak
taĢınır (Chesters ve Will 1981, King 2000, Tapiero ve Tew 2003, Insel ve ark 2004).
Çinko, biyolojik membranlardan pasif difüzyonla geçemez. Bu nedenle çinkonun hücreye alınması veya hücreden dolaĢıma geçmesi için özel taĢıyıcı sistemler gerekmektedir (Tuerk ve Fazel 2009). Bilinen iki çeĢit çinko taĢıyıcı bulunmaktadır. ZIP ailesi ve ZnT ailesidir. ZIP taĢıyıcıları; çinkonun hücre içine alınmasından sorumlu iken, ZnT taĢıyıcıları; çinkonun hücre dıĢına serbest bırakılması ve depolanması gibi görevler üstlenmektedir (Harris 2002).
Bağırsaklardan emilen çinko, transferine bağlı olarak karaciğere taĢınır. Kemikler ve sinir sistemi tarafından çinko alımı göreceli olarak yavaĢtır. Kemiklerdeki çinko, metabolik kullanım için kolayca serbestleĢmez. Çinko'nun en hızlı birikimi ve dönüĢümü pankreas, karaciğer, böbrek ve dalakta gerçekleĢir (Ülger ve CoĢkun 2003).
1.7.3. Çinko’nun Atımı
Çinko depolarında boĢalma olmasına karĢın, vücut emilim ve atım yoluyla vücutta denge sağlamaya çalıĢır (Insel ve ark 2004).
Çinkonun %70-80‟i dıĢkı (feçes) yolu ile %15-25‟lik bir kısmı ise, ter ve idrar ile vücuttan atılır (Belgemen ve Akar 2004, Saman 2007, Gropper ve ark 2009). Fekal çinkonun çoğunluğunu diyetteki emilmeyen veya barsak epitel hücrelerinin dökülmesi ile atılan çinko oluĢturur (Ülger ve CoĢkun 2003). YaklaĢık 2.5-5.5 mg/gün olarak hesaplanmıĢtır (Insel ve ark 2004). Alım azaldığında ve çinko yetersizliğinde, ince bağırsaktan emilim oranı artar. Bu durum bedendeki çinko miktarının, emilimin denetiminde etkin olduğunun göstergesidir (Tapiero ve Tew 2003, Sezer 2005, Baysal 2009).
Sağlıklı bireylerde idrarla çinko kaybı ise, %2-10 arasında olmaktadır (Malone 2000). Normal olarak alınan 10-15 mg/gün düzeyi ile karĢılaĢtırıldığında idrarla atılan çinko miktarı ise çok küçüktür (0.3-0.6 μg/gün) (Sezer 2005).
17 Ter ile çinko kaybı ise azdır (Maughan 1999). Terle çinko atılımı idrarla atılıma benzemektedir. Prasad, ter ile çinko kaybını 115±30 µg/100ml bulmuĢtur (Belviranli ve Baltaci 2008). Ter ve idrarla çinko atımının arttığı Ģiddetli antrenmanlarda, sporcularda çinko yetersizliği oluĢabilmekte (Chesters 1981). 12 mg/gün çinko kaybı görülebilmektedir (Colgan 2002).
1.7.4. Çinko ve Egzersiz
Çinko, karbonhidrat, protein ve yağ metabolizmasında görev alan enzimlerin yapısına katıldığından özellikle egzersiz sırasında büyük rolü olan bir elementtir (Fink ve ark 2006). Hafif egzersizin çinko metabolizması üzerinde kısa süreli etkilerinin yanı sıra, yüksek seviyeli daimi egzersizin de çinko metabolizmasını uzun süreli etkileyebileceği gösterilmiĢtir (Baltacı 2001). Uzun süreli yüksek Ģiddetli egzersizlerde immünolojik baskı artabilmektedir (Nieman 1999). Çinko bu amaçla kullanılan besin suplemanlarındandır (Brolinson ve Elliott 2007). Doku onarımı ve protein sentezindeki görevlerinden dolayı, egzersiz sonrası toparlanma için büyük öneme sahiptir. Aynı zamanda insülini etkilemekte ve oksijen için hemoglobilinin afinitesini artırmaktadır (Fink ve ark 2006). Çinko depolarının boĢalması, iskelet kaslarının çalıĢma kapasitesini ve atletik performansı olumsuz etkilemektedir. Çinko depoları boĢaldığında, kardiyovaskuler fonksiyonlar, kas gücü olumsuz etkilenmekte ve yorgunluk oluĢabilmektedir (Pozition of the American Dietetic Association 2009).
Egzersiz, Ģiddet ve süresine bağlı olarak oksidatif strese neden olmaktadır. Süperoksit dismutaz, serbest radikal hasarına karĢı vücudu korumaktadır. Çinko ise, süperoksit dismutaz enzimi için gereklidir. Dolayısıyla, performans üzerinde de önemli görevi vardır (Micheletti ve ark 2001).
Sporcular, enerjisi kısıtlı diyet tükettiklerinde ya da vejeteryan diyetle beslendiklerinde, yetersiz çinko alımından dolayı çinko eksikliği ortaya çıkmaktadır. Bu durum, yaralanma riskinin artmasına ve geç toparlanmaya neden olmaktadır. Egzersiz sırasında ter ve idrar yolu ile çinko atımı artmakta, diyetle de yetersiz alım söz konusu ise, çinko suplemanına gereksinim duyulmaktadır (Fink ve ark 2006).
18 Ter ile kayıp sporcularda 3-12 mg civarında olmaktadır. Çinko yetersizliği saptanan bir sporcuda çinko suplemanının kullanılabileceği ve sporcunun kas gücünü düzeltmeye yardımcı olabileceği belirlenmiĢtir (Maxwell ve Volpe 2007). Çoğu çalıĢmada sporcuların yetersiz çinko tükettiği, özellikle, uzun mesafe koĢanlarda, güreĢçilerde, jimnastikçilerde ve bayan sporcularda yetersiz enerji alımına bağlı olarak da çinko yetersizliği olduğu belirlenmiĢtir (Lukaski 2004, Benardot 2006). Atletizm, koĢu, triatlon, güreĢ, jimnastik, karate, basketbol gibi çoğu branĢta da yetersiz çinko alımı ve düĢük kan çinko düzeyi rapor edilmiĢtir (Colgan 2002).
Sporcular, günlük beslenmelerinde çinkodan zengin besinleri tüketmeye özen göstermelidirler. Diyetlerinde çinkoyu yetersiz tüketen ve çinko depoları boĢalan bireylerde, kısa dönem çinko suplemanı kullanımının sağlık ve performans üzerinde olumlu etkisi olduğu kanıtlanmıĢtır. Ancak yine de sporcular, hem toksik etki gösterebileceğinden hem de diğer minerallerle olan etkileĢiminden dolayı fazla miktarda çinko tüketmekten sakınmalıdır (Fink ve ark 2006).
1.8. Manganez (Mn)
Bitkilerin beslenmesinde gerekli bir element olan manganez, doğada, bitkilerde ve bitkilerle beslenen hayvanların etinde yeteri kadar bulunur.
Organizmada, yetiĢkin bir insanda, vücutta 10-20 mg kadar bulunur. Dokularda pek azdır. En çok karaciğerde vardır. Daha az olarak böbrekte bulunur. Bağırsaklardan güçlükle emilir ve dokularda da uzun süre tutulmaz. Yapılan izotop çalıĢmalarında görülmüĢtür ki, manganez karaciğerin mitokondri fonksiyonunda toplanmıĢtır.
Sıçanlarda deneysel Mn eksikliğinde yavruların emzirilmesi durmakta, erkeklerde testis dejenerasyonları ve zamanla sterilite (kısırlık) geliĢmektedir.
Mn, arjinaz, fosfogliomutaz heksokinaz, izositrik dehidrojenez, pirofosfataz enzimlerinin aktivatörüdür. Plazmada bir B-globülin‟e bağlanmıĢ olarak bulunur ve buna transmanganin adı verilir.
Mn organizmadan, çoklukla dıĢkı, daha az olarakta safra ve idrarla atılır (Ası 1996).
19 Spor ve fiziksel aktivite ile mangan konsantrasyonu ve değiĢiklikleri hakkında çok az Ģey bilinmektedir (Speich ve ark 2001). Ancak egzersiz stresi ve antioksidan durum göz önüne alındığında Superoksit Dismutaz (SOD)‟ın yapısına giren manganın egzersizde önemli olabileceği varsayılabilir.
1.9. Bor (B)
Bir elementin esas element olarak kabul edilmesinin kriterlerinden birisi de onun homeostatik kontrol mekanizması için gerekli olmasıdır. Borun homeostatik kontrolünün olduğunun kanıtı absorbe edilen borun üriner boĢaltım hızı, yumuĢak dokularda bor depolanmasının olmaması ve kandaki düzeyinin düĢük bulunmasıdır. Bor bileĢikleri vücuda oral, intravenöz, dermal ve inhalasyon yolu ile girebilmektedir (Armstrong 2000).
1.9.1. Bor’un Sindirim ve Emilimi
Besinlerle alınan borun çoğu sindirim sisteminde çoğu bor bileĢiklerinin bir son ürünü olan borik asite dönüĢtürülmektedir. Sonuçta bor emildikten sonra tüm vücut boyunca taĢınmakta, vücut sıvılarında dağılıma uğradıktan sonra çoğunlukla ayrıĢmamıĢ borik asitolarak idrarla atılmaktadır (Armstrong 2000).
Absorbe edilen borik asitin biyolojik yarı ömrünün 24 saat veya daha az olduğu belirtilmekte, absorbe edilen miktarın %95 den fazlasının böbrek yolu ile atıldığı kaydedilmektedir (Kocatürk 1998, DRI 2002). Alınan bor kemik, plazma, karaciğer, böbrek, kas, kolon, beyin, testis, epididimis, seminal vezikül, prostat ve adrenalde tespit edilmiĢtir. Bor dokularda ve vücut sıvılarında borik asit olarak bulunmaktadır (Devirian ve Volpe 2003).
Ġnsan vücudundaki toplam bor içeriğinin 3 mg dan 20 mg a kadar olduğu, en yüksek miktarın kemik (Nielsen 1997, Price ve ark 1997), tırnak ve saçta bulunduğu belirtilmektedir (Devirian ve Volpe 2003).
Bor yumuĢak dokuda (DRI 2002 ), insan ve hayvanların vücut sıvılarında çoğunlukla tüm vücut boyunca 0.015 ve 0.6 g/g arasındaki yoğunluklarda dağılmaktadır (Nielsen 1997). Kemik, tırnak, saç ve diĢ bu yoğunlukların birkaç
20 katını içermektedir (DRI 2002). Dalak nispeten borun yüksek miktarlarını içermektedir. Kemikteki bor yoğunluğu bor alımının azaltılmasından sonra da sürdürülür ve bu yüzden kemik dokusu borun muhtemel depolanma merkezi olarak değerlendirmektedir (Nielsen 1997).
1.9.2. Bor’un TaĢınması, Homeostazı ve Atımı
Bor idrarla hızla atılır ve hem insanlarda, hem hayvanlarda boĢaltım yarı ömrü 24 saatten daha azdır (Stangoulis ve Reid 2002).
Erkeklerde 42 gün süren bir çalıĢmada günlük bor alımı 3.73 mg olan bireylerde idrarla atılan miktar 3.20 mg olarak tespit edilmiĢtir (yani alınan miktarın %86 sı atılmaktadır). Günde 3.20 mg dan az bor alan bireylerde ise idrarla kayıp daha az bulunmuĢtur. Bu da borun fazla miktardaki alımının depolanmadığını göstermektedir. Feçeste bor miktarı 0.18olarak bulunmuĢtur (Kocatürk 1998).
1.9.3. Beslenme ile Alınan Bor’un Ġnsan Metabolizmasına Etkileri
Borun beyin, iskelet ve immün sistem baĢta olmak üzere birçok vücut sistemi üzerinde olumlu etkilerinin olabileceği belirtilmektedir (Nielsen 1998). Ayrıca yeni çalıĢmalar borun hücre zarı fonksiyonunda temel rolü olduğunu, hormon dengelerini etkilediğini, transmembran sinyallerini veya transmembran anyon veya katyonlarını düzenleyici etkilerinin de bulunduğunu (Nielsen 2002), karaciğer glikojenini artırdığını (Armstrong ve 2000), kalsiyum, magnezyum ve fosforun emilim dengesini ve steroid hormonların metabolizmasını etkileyebildiğini, el-göz koordinasyonunda biliĢsel fonksiyonlarda etkili olduğunu (Nielsen 1998) belirtmektedir.
Besinlerle alınan borun mineral metabolizmasında hem koruyucu ve hem de düzenleyici rollerinin olduğu belirtilmektedir (Hunt ve Herbel 1992).
Yeni bulgular borun hayvanlar ve insanlar için esas bir element olduğunu göstermektedir (Nielsen 1994, Nielsen 2002). Bor eksikliğinin semptomları ratlarda, tavuklarda ve insanlarda tespit edilmiĢtir. Hayvanlarda bor eksikliği kilo azalması ve normal olmayan kemik geliĢimi ile kendini göstermiĢtir. Ġnsan ve hayvanlardaki bor eksikliğinin Ca atılımını artırdığı (Nielsen 1994), vitamin D eksikliğinin
21 semptomlarını (anormal kemik formu ve düĢük ağırlık gibi) Ģiddetlendirdiği belirtilmiĢtir (Devirian ve Volpe 2003).
1.9.4. Bor ve Egzersiz ĠliĢkisi
Sportif performansı artırdığı iddia edilen birçok ergojenik destek amatör ve profesyonel sporcu tarafından kullanılmaktadır. Bazı sporlarda sporcuların büyük bir bölümü diyete ilave olarak bazı ergojenik destekleri alırken, bir bölümü de diyetin içinde temel elementlere ağırlık vermektedirler. Diyete bor ilavesinin endojenik steroid üretimini artırdığı, yan etkilerinin yüksek dozlarda alındığında görülebileceği ve illegal olmadığı ifade edilmektedir (Ahrendt 2001).
Bor ilavesinin kan ve üriner minerallerdeki etkilerini araĢtırmak amacıyla sporcu ve tipik batı diyetiyle beslenen sedanter grupta yapılan çalıĢmada, serum fosfor yoğunlukları bor ilaveli grupta daha düĢük çıkmıĢ ve egzersiz bor ilavesinin neden olduğu serum fosfor yoğunluklarındaki değiĢiklikleri azaltmıĢtır. Bu bulgu bor ilavesinin mineral dengesini etkilediğini ve egzersizin bor ilavesinin serum mineralleri üzerindeki etkilerini değiĢtirdiğini göstermektedir (Meacham ve ark 1995).
Bir baĢka çalıĢmada bor ilavesinin steroid hormonları artırması sebebiyle atletler için ergojenik madde olabileceği açısından daha fazla araĢtırılmasının gerekliliği ifade edilmiĢtir (Naghii 1999).
Bor minerali sporculara dayanıklılık egzersizi süresince kas artıĢını sağlayabilen ek bir unsur olarak pazarlanmaktadır. Bu iddianın temeli aslında düĢük bor diyeti ile beslenen postmenopoz kadınlara 3 mg bor ilavesinin estradiol ve testosteron seviyelerini önemli derecede artırdığını gösteren ilk çalıĢmaya dayanmaktadır. Ancak daha sonraki çalıĢmalarda 7 hafta süre ile 2.5 mg/gün bor ilavesinin dayanıklılık egzersizi boyunca testosteron düzeylerine, vücut kompozisyonuna ve dayanıklılığa ergojenik bir değerinin olmadığı rapor edilmiĢtir. Sonuç olarak dayanıklılık egzersizi süresince bor ilavesinin kas geliĢimini artırdığının kanıtı olmadığı ifade edilmiĢtir (Kreider 1999). Sporcularda yapılan çalıĢmalar bor ilavesinin serum T artıĢını doğrulamıĢ, ancak kas ve ağırlıklarına etki etmediğini göstermiĢtir (Malekos 2000).
22 Yoğun egzersiz yaptırılan 93 wistar türü diĢi rat üzerinde yapılan bir çalıĢmada iki grup oluĢturulmuĢ ve birisi 50 mg/kg bor ilavesi ile beslenmiĢtir. Egzersiz+ bor grubunda femur ağırlığı, kemik mineral içeriği ve yoğunluğu, trabeküler kemik miktarı ve trabeküler kalınlık önemli derecede yüksek çıkmıĢtır ve borun yoğun egzersiz yaptırılan diĢi ratlarda kemik kütlesini koruduğu sonucuna varılmıĢtır (Rico ve ark 2002).
1.10. Bakır (Cu)
Bakır (Cu), demir ve çinkodan sonra vücutta bulunan üçüncü büyük elzem elementtir (Çavdar 2000). Sağlıklı yetiĢkin bir bireyde (ortalama 70 kg), 80-150 mg bakır bulunmakla birlikte vücutta en fazla bulunulan bazı bölgeler sırasıyla, böbrek, karaciğer, beyin ve kalptir. Ayrıca çinko gibi saçta da bulunmaktadır (Luza ve Speisky 1996, King 2000, Baysal 2007, Aksoy 2008, Baysal 2009).
Vücuttaki bakırın %40‟ı kemiklerde, %23‟ü kaslarda, %6‟sı kanda bulunmaktadır. Plazma veya serumdaki bakır oranı 0.8-1.2 µg/ml‟dir. Kandaki bakır, eritrosit ve plazmaya dağılmıĢ halde bulunmaktadır (World Health Organization 1996).
Eritrositlerdeki bakır, hem erkek hem kadın için 12.5-23.6 µmol/L iken, plazmada erkek için 8.8-17.5 µmol/L, kadın için 10.8-26.6 µmol/L „dır (Driskell ve Wolinsky 2006).
1.10.1. Bakır’ın TaĢınma ve Depolanması
Bağırsak hücrelerindeki bakır, albumine bağlanarak karaciğere portal kan yolu ile taĢınır. Plazmadaki total bakırın %95‟den fazlası seruloplazmin yapısındadır ve bu Ģekilde diğer dokulara taĢınır. Bakır ayrıca sistine ve histidin gibi aminoasitlere ve transcuprein (Tc)‟ye bağlanarak taĢınır (Linder ve ark 1996, Camakaris ve ark 1999, Kalaycıoğlu ve ark 2000, Gropper ve ark 2009, Van den Berghe ve Klomp 2009).
Diğer iz minerallerle karĢılaĢtırıldığında vücutta çok az bakır (~<150 mg) bulunur. Bakırın çoğu ise daha çok, karaciğerde, beyin ve böbrekte bulunmaktadır.
23 Diğer bakır içeren dokular ise; beyin, kalp, kemik, kas, deri, bağırsak, saç, tırnak ve dalaktır (Gropper ve ark 2009).
1.10.2. Bakır’ın homeostazı ve Atımı
Bakır, gastrik, pankreatik ve intestinal yol ile vücuttan atılır. Çok az bir miktar, idrar, deri ve saç ile dıĢarı atılmaktadır (King 2000).
Gasrointestinal yoldan günlük yaklaĢık 4.5 mg bakır atılmakta bunun yaklaĢık 2 mg/gün‟ı pankreatik sıvı, 2.5 mg/gün‟ı safra ile olmaktadır (Van den Berghe ve Klomp 2009).
Safra ile bakır kaybı, bakır dengesini sağlar. Ayrıca bakır alımı azaldığında, dıĢkı ile kaybın da azaldığı belirlenmiĢtir. Ġdrar ile bakır kaybı az miktardadır ve ekstra durumlar olmadıkça pek değiĢmez. Çok az miktarda bakır ter, derideki dökülmeler ve kadınlarda menstrüel yol ile atılır (Gropper ve ark 2009).Kadınlarda her menstrüel periyotta yaklaĢık 0.1-0.8 mg atılmaktadır (Kalaycıoğlu ve ark 2000).
1.10.3. Bakır ve Egzersiz
Bakır, sporcular için gerekli bir mineraldir. Oksijen kullanımı, enerji dönüĢümü, hemoglobin oluĢumu ve strese karĢı immün sistem için gereklidir (Colgan 2002). Bakır, demir metabolizmasına katılan seruloplazmin enziminin yapısına katılır. Ferrik demirin (Fe+3
) ferrous demire (Fe+2) dönüĢümüne yardımcı olur ve transferin tarafından demirin kana taĢınmasını sağlar. Böylece, oksijen metabolizmasına yardım ederek anemiyi önlemektedir (Fink ve ark 2006). Bakır yetersizliğinde, demirin emiliminde azalma olacağından ve bu durumda oluĢan anemi ise, oksijenin taĢınması ve aktif kaslar tarafından kullanılabilirliğini azalttığından sporcunun performansının olumsuz etkilenmesine neden olacaktır (Driskell ve Wolinsky 2006).
Bakır, elektron taĢıma zincirine dolayısıyla enerji üretimine katılır. Bazı antioksidan enzimler için gereklidir (Fink ve ark 2006). Çinko ile birlikte olan formu bakır/çinko süperoksit dismütaz serbest radikal hasarına karĢı koruyucudur. Ayrıca, sinir sisteminde nörotransmitterlerin formasyonu, beyin, akciğer ve kalp fonksiyonları için gereklidir (Colgan 2002).
24 Çoğu sporcunun bakırı yeterli tükettiği, yetersizliğin ise daha çok kadın sporcularda olduğu belirlenmiĢtir. Kan bakır seviyesinde akut ve kronik değiĢikliklerin egzersizin süre ve Ģiddetine bağlı olduğu belirlenmiĢtir (Maughan 2001). Yapılan bazı çalıĢmalarda, egzersiz sırasında bakır gereksiniminde artıĢ olduğu, Ģiddetli egzersizler sırasında ise, bakır içeren enzim, seruloplazmin seviyesinde azalma meydana geldiği belirlenmiĢtir (Colgan 2002).
ÇalıĢmalarda, sporcular ve sporcu olmayanlar arasında kan bakır konsantrasyonu arasında herhangi bir farklılık saptanmamasına karĢın, serum bakır konsantrasyonu sporcu olmayanlardan (%3-4) yüksek bulunmuĢtur (Benardot 2006). Sporculara, bakır suplemanı pek önerilmez, bakırdan zengin besinler tüketin önerisi yapılmaktadır (Wapnir 1998).
1.11. Nikel (Ni)
Canlı organizmada Ni‟in sabit oluĢu ilk kez 1920‟ de keĢfedilmiĢtir (Dixon 1935). Ni‟in canlılarda herhangi bir fizyolojik iĢlev gördüğüne dair kesin bir delil bulunamamıĢtır. Ancak, koyunda Co eksikliği tedavisinde, Ni‟in, Co ile kısmen yer değiĢtirebildiği üzerine belirtiler gözlenmiĢtir (Filmer ve Underwood 1937). Ġnsan ve hayvanda Ni‟in absorbsiyonu ve atılımı hakkındaki bilgiler yetersizdir. Sadece iki insan üzerinde yaptıkları deneylerden Kent ve Mc Cance, besinlerdeki eser miktardaki Ni‟in uygun Ģekilde absorbe edildiğini belirlemiĢler, Ni‟in büyük oranda ürede, bir kısmınında dıĢkıda yavaĢ atılımını gözlemlemiĢlerdir (Kent ve Mc Cance 1941).
Ġnsan üzerinde yapılan çalıĢmaların birçoğunda Ni toksisitesi, ilke olarak yetersiz olan analiz yöntemleri nedeniyle yanıltıcı ve uyumsuzdur. Ni kontaminasyonunun insan sağlığı üzerinde önemli bir zararı olmadığı tespit edilmiĢdir (Lehman 1908).
Çözünebilir Ni bileĢikleri insan korsinogenezisinde rol oynuyor gibi durmaktadır. Çözünebilir nikelin nasıl korsinogenetik sonuç doğurabileceğine dair mekanizma bilinmemektedir.
25 1.12. Selenyum (Se)
Selenyum (Se), hidrojen ve organik peroksitlerin alkollere ve suya redüksiyonunu katalizleyen, prostaglandin metabolizmasında rol oynayan, E vitamini ile birlikte hücreleri oksijen radikallerinin zararına karĢı koruyan glutatyon peroksidaz enziminin kofaktörüdür. Ġnsan için elzem bir elementtir (Ergin ve ark 1992, Kalaycıoğlu ve ark 2000, Çetin ve ark 2002, GöğüĢ 2003, Kavas 2003, Insel ve ark 2004, Sánchez ve ark 2010). Vücutta en fazla karaciğer, böbrekler, kalp ve dalakta bulunur. Yağ dokusu hariç diğer dokularda da bir miktar bulunmaktadır. Serumda 0.22 mg/dl düzeyindedir (Aksoy 2008).
1.12.1. Selenyum’un Sindirim ve Emilimi
Selenyum, jejnum ve ileumdan emilir (Gropper ve ark 2009). Ġntestinalden emilim miktarı %50-80 oranında oldukça yüksektir (Aksoy 2008).
Selenyum, besinlerde çoğunlukla organik bileĢikler formunda bulunur. Bunlar; selenomethionin ve selenosistein‟dir (Gropper ve ark 2009). Selenomethionin, daha çok bitkisel, selenosistein ise hayvansal kaynaklı besinlerde bulunur. Selenomethionin emilimi selenosistein, inorganik selenat ve selenitten daha iyidir (Kalaycıoğlu ve ark 2000, Gropper ve ark 2009).
Ġnorganik selenyumun emilimi, düzenli değildir, ancak %70-80 oranındadır (King 2000).
1.12.2. Selenyum’un TaĢınma ve Depolanması
Bağırsak emilimini takiben, selenyum taĢıyıcı proteinlere bağlanarak, kan yolu ile karaciğer ve diğer dokulara taĢınır (Gropper ve ark 2009).
Dokuların içerdiği yüksek selenyum konsantrasyonu sırasıyla; tiroit bezleri, böbrek, karaciğer, kalp, pankreas ve kastır. Akciğerler, beyin, kemik ve kırmızı kan hücreleri de selenyum içermektedir (Gropper ve ark 2009).
26 1.12.3. Selenyum’un Atımı
Selenyumun vücuttan atımı çoğunlukla idrar ve dıĢkı yolu ile olmaktadır (Bu‟gel ve ark, 2008, Lescure ve ark 2009). Selenyum akciğer ve deri ile de bir miktar kayba uğramaktadır (Gropper ve ark 2009).
1.12.4. Selenyum ve Egzersiz
Selenyum, atletik performans için ergojenik etki göstermektedir. Egzersiz ile birlikte oksijen kullanımında belirgin bir artıĢ meydana gelmektedir. Bu durum, süperoksit gibi serbest radikallerin oluĢumunu artırmakta, glutatyon peroksidaz ise, serbest radikal hasarına karĢı koruyucu etki göstermektedir (Maughan 1999). Selenyum yetersiz alındığında enzimler aktivitelerini yerine getiremez (Colgan 2002, Benardot 2006). Özellikle yüksek Ģiddetli egzersizler sırasında oksidatif stres artmakta, bu durum performansı olumsuz etkilemektedir. Selenyum, antioksidan özelliği göstererek serbest radikal hasarına karĢı hücreyi korumaktadır (Fink ve ark 2006).
Selenyum yetersizliği, kas güçsüzlüğüne ve yorucu egzersizlerden sonra toparlanma zamanının gecikmesine neden olur. Bazı çalıĢmalarda, selenyum suplemanı alımının, egzersiz performansını düzelttiği belirlenmiĢtir (Benardot 2006). Ratlar üzerinde yapılan çalıĢmada, selenyum ve E vitamini suplemanı verilen ratlarda egzersize karĢın serbest radikal hasarının daha az olduğu belirlenmiĢtir (Bass ve Chan 2006).
1.13. Molibden (Mo)
Bitkiler için son derece önemli olan bir element olan molibden doğada bitkilerde yeteri kadar bulunur. Organizmada ise kemiklerde ve daha az olarak da karaciğer ve böbreklerde yer alır.
Hayvanlarda en önemli görevi, ksantinin ürük asit halinde oksitlenmesini katalizleyen ksantin oksidaz enziminin yapısında bulunmasıdır.
27 Molibden, barsaklardan kolayca emilmesine rağmen bakır ile karĢıtlığı söz konusudur. Fazla molibden alınması bakır emilimini, fazla bakır alımı da molibden emilimini aksatır (Ası 1996).
1.14. KurĢun (Pb)
KurĢun, doğada az fakat yaygın olarak bulunan bir metaldir. Atmosferde içme ve kullanma sularında bulunduğu bilinmektedir (Elwood ve ark 1980). KurĢun vücuda sindirim ve solunum yoluyla girmektedir. KurĢunun egzos gazlarından dolayı solunumla vücuda alınması söz konusudur (Güley ve Vural 1978). Ayrıca egzos gazlarından atmosfere yayılan kurĢun toprağa geçerek su ve yiyeceklerdeki kurĢun miktarını arttırmaktadır (Elwood ve ark 1980).
1.14.1. KurĢun’un Sindirim, Emilim ve Atımı
KurĢun vücuda solunum ve sindirim yoluyla girmekte ve en fazla idrar ve feçesle atılmaktadır (Gıbson ve ark 1968, Pamir 1969). Vücuda solunum yoluyla giren taneciklerin büyüklüğüne göre, solunum yollarının çeĢitli bölgelerinde tutulurlar (Gıbson ve ark 1968, Güley ve Vural 1978). Tanecik büyüklüğüne bağlı olarak, %27-62 oranında değiĢen tutulma oranları saptanmıĢtır. Ayrıca bu oranların, solunum hızı ve derinliğine göre önemli ölçüde değiĢtiği anlaĢılmıĢtır (Hurs ve Mercer 1970). Solunum yoluyla akciğerlere gelen kurĢun, buradan kolayca absorbe olarak kana geçmektedir (Pamir 1969, Güley ve Vural 1978).
Yiyecekler ve içme suyuyla alınan kurĢun, gastrointestinal yoldan absorbe olmaktadır. Gastrit sıvının eritebilme özelliği olmasına rağmen, bağırsaklarda bulunan hidrojen sülfid kurĢunu erimeyen bileĢiklere dönüĢtürmektedir (Pamir 1969, Güley ve Vural 1978).
Organizmada bulunan kurĢunun %90‟ı kemiklerde, %2‟si kanda bulunmaktadır. Ayrıca kurĢun saç, tırnak ve yumuĢak dokularda bulunmaktadır (Elwood ve ark 1980).
Di Gregoria ve ark (2006)‟ ı salgı bezlerinde ve bunların salgılarında‟da kurĢun olduğunu saptamıĢlardır. Ayrıca tükürük bezlerinde kurĢun olduğunu ve
28 tükürükle dıĢarı atıldığını rapor etmiĢlerdir. Diğer toksik maddeler gibi kurĢunda terleme ile dıĢarı atılabilmektedir (Mobarak ve Alice 1984).
1.14.2. KurĢun’un Organizmaya Etkileri
Fazla kurĢuna maruz kalan bireylerde, eritrositlerin yaĢam sürelerinin yarıya indiği gözlemlenmiĢtir (Karaı ve ark 1982). ÇeĢitli çalıĢmalarda kan kurĢun düzeyleri yüksek olan kiĢilerde, nefropati olduğu saptanmıĢtır. Ayrıca bu hastalarda hipertansiyon ve uzun süreli etkilenmelerde gut ve böbrek yetmezliği olabileceği ileri sürülmüĢtür (Batuman ve ark 1980, Wapnir ve ark 1980).
Yine kan kuĢun düzeyi yüksek olan kiĢilerde burun iltihabı, baĢ ağrıları, yorgunluk, iĢtahsızlık, kabızlık ve karaciğerde vasküler bozukluklar oluĢmaktadır (Batuman ve ark 1980, Wapnir ve ark 1980, Rudkowski 1982).
1.15. Krom (Cr)
Glikoz ve lipit metabolizmasının kontrolünde önemli olan krom, kepekli unda, pekmezde yeter miktarda, süt ve süt ürünlerinde, ette az miktarda bulunur. Ġnce barsakların üst kısmından absorbe edilir. Absorbsiyondan sonra üç değerlikli krom serum proteinlerinin B-globulin fraksiyonlarına özellikle transferine bağlanarak dokulara taĢınır. Kromun en çok bulunduğu yer karaciğerdir. Oral yolla alınan inorganik kromun büyük bir kısmı iyi bilinmeyen bir formda böbreklerle atılır.
Üç değerlikli kromun insülin etkisini güçlendirdiği, hücrenin glikozdan yararlanmasını artırdığı, krom noksanlığında insülinin glikoz regülatörü olarak etkisiz olduğu kabul edilir. Ancak kromun organizmadaki asıl görevi glikoz tolerans faktör (GTF) yapısında yer almasıdır. Glikoz tolerans faktör üç değerlikli krom, nikotinik asit, glutamik asit, glisin ve kükürtlü bir aminoasit içeren düĢük molekül ağırlıklı organik bir komplekstir. GTF hücre membranları ile insülin arasında disülfid bağları kurarak insülinin spesifik reseptörlere bağlanmasını veya reseptörlere affinitesini arttırarak insülinin etkisini güçlendirir (Kalaycıoğlu ve ark 2000).
29 1.16. Kobalt (Co)
Doğada, bazı topraklarda yeter miktarda bazı topraklarda az miktarda bulunur. Az kobaltlı topraklarda yetiĢen otlarla beslenen hayvanlarda anemi görülür. Bunun nedeni, B12 vitamini olan siyano kobalamin oluĢturulamamasıdır.
Kobalt organizmada ancak, karaciğerde depolanmıĢ halde en fazla bulunur. Diğer dokularda ise eser miktarda yer alır. Besinlerle alınan kobalt özellikle geviĢ getiren hayvanların rumenin de B12 vitamininin sentezinde kullanılır. Bu vitamin
yapısında % 4,5 oranında kobalt bulundurur.
Ağız yolu ile verilen kobalt hayvanlarda eritrosit çoğalmasına neden olur. Yani eritropoezi kamçılar. Bunun eritropoezi uyaran eritropoietin hormonunun kobalt tarafından zorlanması ile oluĢtuğu düĢünülmektedir. Bazı yazarlar ise eritropoezi B12 vitaminin kamçıladığı görüĢündedirler. Organizmada kobalt büyük
oranda idrarla, birazda dıĢkı ile atılır (Ası 1996).
1.17. Kadmiyum (Cd)
Kadmiyum en toksik çevresel kirleticilerden ve nadir bulunan elementlerden birisidir. Doğada çinko ile birlikte bulunur ve diğer mineral filizlerinde de mevcuttur. Kadmiyum, çinko üretimine eslik eden metal olarak üretilmis ve çinko üretiminde ortaya çıkıncaya kadar havaya, yiyeceklere ve suya doğal süreçlerle önemli miktarlarda karısmamıstır; ancak günümüzde çevre kirliliğine yol açan ağır metaller arasında yerini almıstır. Endüstriyel olarak pillerde, akülerde, çesitli metallerin korozyona karsı korunmaları için kaplanmalarında, alasımlarda, dayanıklılık artırıcı olarak plastik sanayiinde kullanılmaktadır (Landrigan 1982, Kaya ve Akar 2002, Kahvecioğlu ve ark 2010).
Diğer ağır metallere oranla suda çözünme özelliği en yüksek element olan kadmiyum, hava, toprak ve su vasıtasıyla bitki ve hayvanlara, besinlerle de insanlara yansır. Bu nedenle doğada yayınım hızı yüksektir, bitki ve deniz canlıları tarafından biyolojik sistemlere alınır ve birikme özelliğine sahiptir (Kayhan 2006, DalCorso ve ark 2008).
30 Kadmiyum solunum ve sindirim yoluyla emilir. Tütün yaprakları ve dumanı önemli miktarda kadmiyum içerdiğinden sigara kullanımı kadmiyum alımını artırır. Emilen kadmiyum kan dolasımına geçer, proteinlere ve kan hücrelerine bağlanarak taĢınır.
Öncelikle karaciğer ve böbrekler olmak üzere alyuvarlar ve kemik dokuda birikir. Vücut kadmiyum miktarının % 50‟si karaciğer ve böbreklerde bulunur, vücuttaki en yüksek konsantrasyonuna böbreklerde rastlanır; çünkü kadmiyum için hedef organ böbreklerdir. Çesitli organ ve dokulardaki birikiminde kadmiyumu bağlayan küçük molekül ağırlıklı bir protein olan metallothionein rol oynar. Diğer metalleri de (çinko, civa, arsenik, kalay vb.) bağlayabilen sistein açısından çok zengin bu protein, basta kadmiyum olmak üzere, metallerin biyoetkinsizlestirilmesi bakımından önemlidir. Kadmiyumun vücuttan atılması yavastır ve genellikle idrarla, çok az düzeylerde de dıskı, ter, kıl ve sütle atılır (Güler ve Çobanoğlu 1997, Kaya ve Akar 2002).
Vücudumuzda normal olarak 40 mg‟a kadar kadmiyum bulunabilmekte ve günlük olarak da 40 μg‟a kadar kadmiyum vücuttan atılabilmektedir. WHO maksimum tolere edilebilir haftalık kadmiyum alımını 7 μg/kg vücut ağırlığı olarak önermistir. Kadmiyumun akciğerler ve prostat üzerine karsinojenik etkisi de bulunmaktadır (Kahvecioğlu ve ark 2010).
